18 сентября 1773 г. Пугачев подошел к Яицкому городку. Отряд его состоял уже из 200 человек. Высланная против восставших казачья команда перешла на их сторону. Среди примкнувших к Пугачеву казаков находились Андрей Овчинников и старшина Андрей Витошнов, ставшие потом наиболее видными руководителями движения. Однако гарнизон Яицкого городка значительно превосходил силы Пугачева, и он не решился на его штурм. Он двинулся вдоль Яицкой укрепленной линии, соединявшей Яицкий городок с Оренбургом, и, почти не встречая сопротивления, занимал ее крепости и форпосты. 4 октября Пугачев взял казачью слободу Берду, находившуюся в 5 км от Оренбурга и ставшую с этого времени основным центром восстания, как бы его столицей, а вечером 5 октября 1773 г. подошел к Оренбургу. Армия Пугачева насчитывала 2500 человек при 20 орудиях. Оренбургский гарнизон был сильнее ее, особенно в артиллерии, поэтому он успешно отбил первые атаки повстанцев. Пугачев, чтобы напрасно не губить людей, решил взять Оренбург измором и начал его длительную осаду. Оренбургский губернатор Рейнсдорп направил в лагерь восставших освобожденного из тюрьмы Хлопушу (Афанасия Тимофеевича Соколова) с тем, чтобы он уговорил их покинуть Пугачева, а самого его привести в Оренбург. Хлопуше за это были обещаны прощение и деньги. Однако царский сановник просчитался. Бывший крепостной крестьянин, затем рабочий на уральских заводах, осужденный на пожизненную каторгу, Хлопуша явился в лагерь Пугачева и перешел на его сторону. Впоследствии он стал одним из самых выдающихся руководителей крестьянской войны.
Движение стало быстро распространяться за пределы яицких земель. Большую роль в этом играли манифесты и указы, рассылаемые Пугачевым. В них провозглашались требования и лозунги, носившие совершенно определенный антикрепостнический, антифеодальный характер. Уже в первом своем манифесте от 17 сентября 1773 г., обращенном к яицким казакам, который был выслушан ими «в великом молчании… прилежно», Пугачев обещал казакам все те права и вольности, за которые они боролись: беспошлинное пользование рыбными ловлями, землю, денежное и хлебное жалованье, оружие. В указе от 1 октября, посланном в Башкирию, он приглашал «башкирцев, калмыков и мухаметанцев» присоединиться к восстанию. В октябрьских указах, посланных на уральские заводы, Пугачев жаловал их рабочих «вечною вольностью», т. е. освобождал от тяжелой заводской работы. В обращении к крестьянам, посланном в декабре месяце, он призывал крестьян «лишать жизни» помещиков, а «дома и все их имения брать себе в награждение». Зная, что в Заволжье, особенно по Иргизу и в Приуралье, в том числе и среди видных казаков, много староверов, Пугачев жаловал их «крестом и бородою». Все эти многочисленные указы, манифесты и обращения зачитывались на общественных сходах, в церквах и на базарах и вызывали горячее одобрение народа.
Одновременно с письменной агитацией Пугачев посылал на места своих наиболее близких сподвижников для организации повстанческого движения. На заводах Южного Урала действовал Хлопуша: он сменял заводскую администрацию, организовывал для восставших производство пушек и другого оружия, сколачивал из горнозаводских рабочих боевые отряды. В Башкирию ездили Овчинников и Чика-Зарубин, по крепостям Яицкой линии — Шигаев и Толкачев.
Как показывали потом участники восстания, народ «с радостью со всех сторон стекался кучами в нашу толпу». К середине ноября 1773 г. армия Пугачева под Оренбургом насчитывала уже 15 тыс. человек.
К этому времени были одержаны и первые крупные победы над царскими войсками. О восстании правительство узнало лишь в середине октября и вначале не придавало ему серьезного значения, рассматривая его как «местный бунт шайки непослушных казаков». Однако на подавление восстания сразу были брошены довольно крупные силы. Главнокомандующим всеми войсками, направленными против Пугачева, был назначен генерал-майор Кар. Он настолько был уверен в своем успехе, что опасался лишь того, как бы восставшие при его приближении не разбежались без боя. Но Кар глубоко ошибался. В бою 9 ноября у д. Юзеевой (к востоку от г. Бугульмы) его отряд, состоявший из 1500 человек, при 5 орудиях, был наголову разбит повстанцами, которыми командовали Чика-Зарубин и Овчинников. Оправдывая свое поражение, Кар вынужден был высоко оценить боевые действия восставших, особенно использование ими артиллерии: «А артиллерией своею чрезвычайно вредят… истребляют не так, как бы от мужиков ожидать должно было». В ночь на 13 ноября недалеко от Оренбурга Пугачевым был окружен и почти весь взят в плен отряд полковника Чернышева — более 2200 человек при 32 офицерах и 15 орудиях. Лишь бригадиру Корфу со своими войсками удалось прорвать кольцо осаждавших Оренбург пугачевцев и тем самым усилить гарнизон города. Таким образом, первые попытки правительства подавить восстание окончились неудачей.